辣椒/茄子嫁接體保護酶同工酶分析

程勛東，李姍姍，隋益虎，李 敏，趙 杰，石清風

(安徽科技學院 生命科學學院，安徽 鳳陽 233100）

近年來，隨著辣椒栽培面積的不斷擴大，連作現象日益嚴重，辣椒疫病、根腐病、青枯病等土傳病害逐年加重，導致辣椒產量和經濟效益顯著下降，嚴重制約我國辣椒設施生產的發(fā)展[1]。嫁接作為克服連作障礙、防止土傳病害的有效措施，逐漸成為辣椒設施生產的重要栽培技術。目前關于辣椒嫁接的研究內容主要集中于嫁接方法選擇[2]、砧木篩選[3]、抗病性[4－6]、抗逆性[7－8]以及產量和營養(yǎng)品質[9]等方面，而有關嫁辣椒植株體內與抗逆性相關的保護性同工酶的報道較少。本試驗研究辣椒/茄子嫁接體幼葉POD、SOD及花蕾EST同工酶酶譜的變化，探討砧穗之間遺傳物質交流及嫁接引起變異的機制，為嫁接在辣椒等作物栽培和育種上廣泛應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試辣椒(Capsicum spp.)接穗為兩年生7036紫色辣椒(安徽科技學院辣椒課題組)，茄子(Solanum melongena L.)砧木為蘇畸茄(江蔬種苗科技有限公司)。試驗在安徽科技學院種植科技園日光溫室進行，2014年1月5日播種砧木，1月15日播種接穗，待砧木苗7～8片葉時采用插接法嫁接，成活后將嫁接苗、接穗和砧木自根苗分別定植于試驗地，采用常規(guī)栽培管理措施。

1.2 POD、SOD和EST同工酶的測定

1.2.1 樣品制備 在初花期分別取接穗、砧木、實生辣椒以及實生茄子的葉片及花蕾，每0.2g鮮樣加入1M的Tris－HCl緩沖液(pH7.0)600μL，于研缽中充分冰浴研磨，研磨成勻漿后10000r/min冷凍離心15min，取上清液作供試酶液，保存于冰箱中待用。

1.2.2 電泳方法 參考張子學[10]等的方法并改進，采用垂直板聚丙烯酰胺凝膠電泳，分離膠質量濃度為8%，濃縮膠質量濃度為4%，電極緩沖液為Tris－甘氨酸緩沖液(pH8.3)，每樣品槽加樣20μL，溴酚藍作前沿指示劑，開始時電壓100V，30 min后調至200V，電泳約4h。

1.2.3 染色方法 電泳結束后，分別對POD、SOD、EST分別染色，POD采用改良聯苯胺法染色，SOD采用氮藍四唑法染色，EST采用醋酸萘酯堅牢藍法染色。

1.2.4 酶譜分析 拍照并記錄每組樣品的酶譜條帶，計算Rf值:Rf=酶帶的遷移距離/溴酚藍的遷移距離。根據POD、SOD、EST同工酶譜帶的數目、強度及Rf值，對結果進行比較分析。

2 結果與分析

2.1 POD同工酶譜分析

由POD同工酶譜(圖1－POD)可知，砧木和實生茄子均有3條譜帶，且譜帶遷移速度和強度等方面均保持一致。接穗具有7條譜帶，實生辣椒具有6條譜帶，接穗保留了實生辣椒的Rf值分別為0.535、0.648、0.690、0.831的4條譜帶，但譜帶的強度較實生辣椒有所減弱。此外接穗和砧木具有3條相同譜帶，Rf值分別為 0.141、0.183、0.286，但 Rf值為0.286 的譜帶強度較砧木有所減弱。

2.2 SOD同工酶譜分析

由SOD同工酶譜(圖1－SOD)可知，砧木和實生茄子均具有3條譜帶，且譜帶遷移速度和強度等方面均保持一致。接穗具有4條譜帶，實生辣椒具有3條譜帶，接穗保留了實生辣椒的2條譜帶，Rf值分別為0.547、0.837，但譜帶強度有所減弱。接穗和砧木具有2條相同帶，Rf值分別為0.512、0.744，但譜帶的強度較砧木均有所減弱。

2.3 EST同工酶譜分析

由EST同工酶譜(圖1－EST)可知，砧木和實生茄子均具有7條譜帶，其中Rf值為0.393、0.494、0.573、0.663的4條譜帶砧木的強度相對較高，其余3條譜帶兩者則保持一致。接穗具有10條譜帶，實生辣椒具有 6 條譜帶，接穗保留了實生辣椒 Rf值為0.157、0.236、0.408、0.755、0.792 的 5 條譜帶。接穗和砧木具有3條相同帶，Rf值為0.393、0.494、0.573，但譜帶強度較砧木有所下降。另外接穗還具有2條Rf值為0.090、0.112 的特異帶。

3 結論與討論

嫁接后由于接穗和砧木間的相互作用，使得嫁接體內的營養(yǎng)物質運輸及基因表達受到影響，導致保護性同工酶發(fā)生一定的變化。本試驗結果表明，實生辣椒與實生茄子的POD、SOD、EST等3種同工酶在酶譜中具有各自獨特的譜帶，在譜帶數目及強度上均存在明顯差異，表明兩者酶蛋白分子不同，從而反映基因結構的不同，即兩者親緣關系較遠。嫁接后，接穗和砧木均保留了各自母本的部分酶帶，表明嫁接體能保持母本的部分生化特性。接穗和砧木的3種同工酶譜帶的數量和強度嫁接后均有不同程度的變化，且POD和SOD兩種同工酶譜的變化較為相似，表明嫁接后由于接穗和砧木間的相互作用，可能使兩者的基因表達發(fā)生變化，導致嫁接體部分同工酶的合成受阻，譜帶強度減弱或消失，而部分同工酶合成途徑增強，譜帶強度增加或產生新的譜帶。EST同工酶譜表明，接穗具有2條Rf值為0.090、0.112的新生譜帶，是一種不同于接穗和砧木的酶譜，從而使得嫁接植株成為一種新類型。表明嫁接不僅可以保持種性，還可以創(chuàng)造和培育新品種，Taller[11]等即通過嫁接獲得了辣椒的中間雜種。

嫁接的主要目的是在保留接穗母本優(yōu)良特性的基礎上，利用砧木改進母本的不足，同時嫁接親和性也是砧木選擇的關鍵。試驗中采用的接穗和砧木的POD同工酶譜中無同源酶帶，SOD同工酶譜中僅有1條Rf值為0.837的同源酶帶，EST同工酶譜中也僅有2條Rf值分別為0.236、0.393的同源酶帶，兩者同工酶相似系數很小。而同工酶相似系數的大小與親緣關系的遠近具有一致性[12－13]，可知兩者親緣關系較遠，嫁接親和力較差。并且接穗未能保留母本的全部酶帶，說明接穗沒有繼承母本所有性狀，不利于母本優(yōu)良特性的保持。張子學等對不同砧木品種嫁接后接穗同工酶研究后指出，嫁接親和性及嫁接后同工酶的變化因砧木品種的不同而有很大差異[10]。本試驗僅采用單一的砧木來研究辣椒嫁接后同工酶的變化，有關不同砧木與接穗親和力的高低及其對同工酶影響的研究有待進一步研究。

研究表明，由于器官和組織生理特點及代謝活動的不同，植物不同生育期及不同部位的同工酶譜不同[14－17]。李能芳研究茄子嫁接植株同工酶發(fā)現，生長初期接穗和砧木分別保持自身原來的酶譜，但生長后期兩者的酶譜均發(fā)生了較大的變化，表明嫁接引起的接穗和砧木中同工酶酶帶的變化，是在嫁接后較長的生長過程中逐漸完成的[18]。本試驗僅研究了初花期的葉片及花蕾器官，仍需研究不同生育期嫁接植株不同器官POD、SOD以及EST等酶系同工酶的變化，進一步揭示嫁接體生長發(fā)育的機理，探討砧穗之間遺傳物質交流及嫁接引起變異的機制。

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